eliminacja obiektów liniowych z zastosowaniem regionów

POLSKIE
INFORMACJI
PRZESTRZENNEJ
Eliminacja
obiektówTOWARZYSTWO
liniowych z zastosowaniem
regionów
strukturalnych ...
ROCZNIKI GEOMATYKI 2006 m TOM IV m Z ESZYT 3
109
ELIMINACJA OBIEKTÓW LINIOWYCH
Z ZASTOSOWANIEM REGIONÓW STRUKTURALYCH
NA PRZYK£ADZIE SIECI DROGOWEJ
ELIMINATION OF LINEAR OBJECTS WITH THE USE
OF STRUCTURAL REGIONS ON THE EXAMPLE
OF A ROAD NETWORK
Krystian Kozio³
Laboratorium GIS i Teledetekcji, Katedra Ekologii Lasu,
Wydzia³ Leœny Akademii Rolniczej im. H. Ko³³¹taja w Krakowie
S³owa kluczowe: generalizacja obiektów liniowych, klasyfikacja, eliminacja, regiony strukturalne sieci drogowej, TBD, generalizacja obiektowa
Keywords: generalization of linear objects, classification, elimination, structural regions of road
network, Topographic Data Base, objects generalization
Regiony1 strukturalne dla generalizacji sieci drogowej
Dla przybli¿enia definicji regionu pos³u¿ymy siê przyk³adem. Niech sieæ drogowa ograniczona granicami administracyjnymi bêdzie reprezentowana przez osie z przypisan¹ klas¹ zgodn¹
z ustaw¹ o drogach publicznych (krajowe – 1, wojewódzkie – 2, …). Je¿eli usuniemy z
rysunku wszystkie drogi, to pozostanie obszar ograniczony tylko i wy³¹cznie granicami opracowania, o przyjêtej wartoœci atrybutu klasy. Teraz dodaj¹c kolejno osie dróg bêdziemy
tworzyæ podzbiory dróg pocz¹wszy od najistotniejszego (drogi krajowe), w kierunku podzbioru o wartoœci klasy najni¿szej, tworz¹c jednoczeœnie zamkniête obszary. Tak postêpuj¹c
otrzymujemy regiony, tj. najmniejsze obszary ograniczone osiami dróg o wybranych wartoœciach atrybutów. Dla osi dróg najni¿szej klasy, która posiada ustawow¹ numeracjê dróg
(drogi powiatowe), utworzone regiony s¹ ju¿ z punktu widzenia generalizacji jednorodne,
gdy¿ w ich wnêtrzu powinny znajdowaæ siê jedynie drogi bez przypisanej numeracji (nie
sklasyfikowane). Tworz¹c regiony dla najni¿szej klasy otrzymamy „niepodzielne” regiony,
które nazwiemy elementarnymi, gdy¿ w swoim wnêtrzu zawieraæ bêd¹ mog³y jedynie drogi
ko³owe tej samej klasy.
Dla utworzonych regionów mo¿emy mówiæ o okreœlonej wartoœci klasy w przypadku,
gdy linie graniczne regionu sk³adaj¹ siê z encji nale¿¹cych do dróg krajowych i wojewódz1 Regionem nazywamy czêœæ p³aszczyzny ograniczonej przez punkty wêz³owe i linie krawêdziowe
grafu geometrycznego na p³aszczyŸnie, tworz¹ce cykl wraz z tymi punktami i wêz³ami, jednak z wy³¹czeniem wszelkich innych punktów wêz³owych lub linii krawêdziowych grafu (Kulikowski, 1986, s. 221).
110
Krystian Kozio³
kich. Bêdziemy mówiæ, i¿ region taki jest klasy wojewódzkiej. Bêdzie on wiêc równy najni¿szej wartoœci klasy linii granicznej.
Czym zatem jest region i region elementarny oraz czym siê one charakteryzuj¹?
Regionem Rki, gdzie i = 1,2,3..., a k jest wartoœci¹ klasy, nazwiemy najmniejszy obiekt
powierzchniowy, w którym granice zewnêtrzne wyznaczone s¹ przez krawêdzie ró¿nych
klas, ale krawêdzie w jego wnêtrzu bêd¹ co najmniej o jedn¹ klasê ni¿sze od klasy krawêdzi
zewnêtrznych regionu. Na przyk³ad region klasy wojewódzkiej tworzyæ bêd¹ drogi klasy
krajowej i wojewódzkiej, a w jego wnêtrzu bêd¹ drogi klas ni¿szych ni¿ wojewódzkie.
Regionem elementarnym rj, gdzie j = 1, 2, 3... nazwiemy region, w którym granice
zewnêtrzne s¹ tej samej lub ró¿nej klasy, ale krawêdzie wewnêtrzne s¹ jednej i to najni¿szej
klasy. Region Rki bêdzie siê sk³ada³ z co najmniej jednego regionu rj. W przyjêtym modelu
danych region elementarny jest reprezentowany przez œcianê grafu planarnego2 utworzonego na podstawie podzbioru krawêdzi dróg ko³owych, dla których wartoœæ klasy jest wy¿sza
ni¿ powiatowa.
Zbiór wszystkich regionów oznaczymy przez R, natomiast poszczególne podzbiory regionów utworzonych dla klas dróg oznaczymy przez Rk, gdzie k mo¿e przyjmowaæ wartoœci:
0 – granica opracowania, (k=0)
K – dla dróg krajowych, (k=1),
W – dla dróg wojewódzkich, (k=2),
P – dla dróg powiatowych, (k=3),
L – dla dróg lokalnych, (k=4).
Cech¹ charakterystyczn¹ regionów jest tworzenie z ich udzia³em struktury jednorodnej
logicznie, dziêki której w sposób automatyczny mo¿na sieæ drogow¹ podzieliæ na mniejsze
czêœci, a w ich wnêtrzu uzyskaæ jednoznaczn¹ klasyfikacjê dla dróg. Algorytmy budowy
regionów s¹ oparte o istniej¹ce w grafie planarnym zwi¹zki topologiczne i wynikaj¹ce z nich
atrybuty.
Tworzenie regionów
Regiony to obszary powierzchniowe, których granice zewnêtrzne tworzy klasa obiektów
liniowych bêd¹cych ulicami (drogami) znajduj¹cymi siê najni¿ej w przyjêtej hierarchii i posiadaj¹ce klasyfikacjê (drogi powiatowe posiadaj¹ce numeracjê). Regiony s¹ obszarami najmniejszymi powierzchniowo w sieci drogowej – superklasy, w których ulice tworz¹ sieæ
lokaln¹. Sieæ jest niezale¿na, dziêki czemu ustalona jedna domena atrybutów ma zastosowanie w klasyfikacji ulic (obiektów) ka¿dego regionu opracowywanej mapy. Tworzenie regionów jest przydatne równie¿ w procesach generalizacji kartograficznej zale¿nej od skali, gdy¿
z mapy jako pierwsze s¹ eliminowane regiony.
Przy budowie regionów, tj. z³o¿onych obiektów elementarnych, zastosowane zostan¹
dwa rodzaje regu³ zdefiniowanych przez Molenaara (1996):
1) regu³y okreœlaj¹ce klasy obiektów elementarnych tworz¹cych obiekt z³o¿ony,
2) regu³y okreœlaj¹ce relacje topologiczne miedzy obiektami elementarnymi (tzn. przyleg³oœæ, po³¹czenie, np.)
2 Graf planarny – graf, którego jedno lub wiêcej izomorficzne przekszta³cenie da siê narysowaæ na
p³aszczyŸnie tak, by ³uki obrazuj¹ce krawêdzie grafu nie przecina³y siê. Tê konkretn¹ postaæ grafu, zachowuj¹c¹ tê w³asnoœæ, nazywamy grafem p³askim (Kulikowski, 1986).
Eliminacja obiektów liniowych z zastosowaniem regionów strukturalnych ...
111
Zwi¹zki topologiczne okreœlone i zdefiniowane w Formalnej Strukturze Danych (FSD)
przez Molenaara s¹ wykorzystywane w tworzeniu algorytmu automatycznej budowy regionów dla dowolnej klasy dróg ko³owych, ze szczególnym uwzglêdnieniem budowy regionów
elementarnych. Budowa regionów elementarnych pozwoli na jednoznaczn¹ klasyfikacjê dróg
lokalnych z zastosowaniem minimalnej liczby atrybutów.
Zasady (kryteria) steruj¹ce budow¹ regionów i regionów elementarnych s¹ okreœlone w
taki sposób, aby ich zastosowanie prowadzi³o do utworzenia regionów niezale¿nie od analizowanej sieci dróg.
Warunkiem poprawnego budowania regionów jest zapisanie sieci drogowej w postaci
grafu planarnego zgodnie z za³o¿eniami FDS. Po etapie przygotowawczym mo¿na przyst¹piæ do automatycznego wyznaczenia regionów i regionów elementarnych. Zdefiniowane
zwi¹zki topologiczne oraz okreœlone na ich podstawie wartoœci atrybutów pozwalaj¹ na zdefiniowanie zasad steruj¹cych budow¹ regionów.
Rozpatruj¹c sieæ drogow¹ na pewnym ograniczonym obszarze, mo¿na powiedzieæ, ¿e
regiony klas ni¿szych zawieraj¹ siê w regionach klas wy¿szych (rys. 1), które stanowi¹ dla
nich niezmienn¹ podczas generalizacji kartograficznej. Pierwszy region o najwy¿szej klasie
stanowi granica opracowania. Kolejnym bêd¹ regiony tworzone przez drogi klasy krajowej,
a nastêpnie wojewódzkiej. Poniewa¿ klasyfikacji podlegaæ bêd¹ drogi klasy lokalnej, granice
regionów elementarnych bêd¹ stanowiæ krawêdzie nale¿¹ce do podzbioru EK, EW i EP (zbiory krawêdzi dróg okreœlonej klasy K – krajowe, W – wojewódzkie i P – powiatowe)
Budowanie regionu polega na ³¹czeniu krawêdzi dróg wybranych klas w ³añcuch prosty
zamkniêty, przez wêz³y pocz¹tku i koñca, tak aby powsta³ region topologiczny grafu planarnego. Podstawowym dzia³aniem dla przeprowadzenia poprawnego utworzenia regionów jest
uzyskanie topologii dla sieci dróg. Wybrane œrodowisko cyfrowe (ESRI) umo¿liwia budowê
Rys. 1. Graficzne zobrazowanie hierarchicznej budowy zbioru R regionów
112
Krystian Kozio³
topologii i uzyskanie wartoœci atrybutów topologicznych. Zarówno u¿ytkownicy, jak i producent tego oprogramowania nazywaj¹ tê topologiê – planarn¹ (podstawowym modelem
przechowywania danych jest model oparty o graf planarny zachowuj¹cy zwi¹zki topologiczne) (MacDonald, 1999).
Zastosowanie jej do sieci dróg powoduje utworzenie w cyfrowej reprezentacji grafu informacji o istniej¹cych œcianach, krawêdziach i wêz³ach. Budowa topologii wêz³owej powoduje wype³nienie wartoœci dotycz¹cych wêz³ów, topologia krawêdziowa odpowiada za atrybuty krawêdzi, natomiast topologia poligonowa pozwala na uzyskanie informacji o œcianach
grafu planarnego (ESRI, 1999).
W wyniku dzia³ania algorytmów budowy regionów zostan¹ utworzone regiony ró¿nych
klas (rys. 2), o ustalonej hierarchii. Budowa regionów dla dróg klas wy¿szych ni¿ gminne
wykorzystuje hierarchiê ustalon¹ przez obowi¹zuj¹ce przepisy prawa. Region RKi klasy krajowej bêdzie zawiera³ minimum jeden region RWi klasy wojewódzkiej, który mo¿e pokrywaæ
siê z regionem krajowym. Region wojewódzki sk³adaæ siê bêdzie co najmniej z jednego regionu RPi klasy powiatowej, który mo¿e pokrywaæ siê z regionem wojewódzkim.
Algorytmy tworzenia regionów i regionów elementarnych dzia³aj¹ niezale¿nie od charakterystyki analizowanego obszaru. W zastosowaniu praktycznym zadzia³a³y dla terenów o
wysokim stopniu zurbanizowania (rys. 2) i dla terenów niezabudowanych (rys. 3). Algorytmy te zadzia³aj¹ dla dowolnie przyjêtego atrybutu opisowego, stanowi¹cego podstawow¹
hierarchiê (np. dla dróg klas odœnie¿ania – atrybuty komunikacyjne).
W omawianym opracowaniu jako granic¹ pos³u¿ono siê odpowiednio granic¹ województwa (rys. 3) lub miasta (rys. 2). Granice w algorytmach budowy regionów posiadaj¹ klasê
najwy¿sz¹, co mo¿na wyt³umaczyæ hierarchi¹ regionów.
Klasyfikacja regionów
Budowanie klasyfikacji jest jednym z podstawowych elementów pozwalaj¹cych na przeprowadzenie automatycznego procesu generalizacji kartograficznej obiektów. Szczególn¹
uwagê nale¿y zwróciæ na proces eliminacji, który bez jednoznacznej klasyfikacji nie mo¿e
zostaæ przeprowadzony. Budowanie jednoznacznej klasyfikacji poci¹ga za sob¹ rozbudowanie domeny atrybutów opisowych. Rozbudowa ta powoduje jednoczeœnie wzrastanie kosztów utrzymania aktualnoœci zasobu danych. Sposobem na unikniecie koniecznoœci wprowadzania nowych atrybutów jest uzyskanie atrybutów klasyfikuj¹cych opartych na atrybutach
topologicznych – wynikaj¹cych z geometrii i logiki sieci drogowej (Chrobak, 1998, 2000),
(Kozio³, 2002). Wartoœci atrybutów: stopnia wêz³a, rangi drogi oraz klasy drogi s¹ podstaw¹
do wykonania jednoznacznej klasyfikacji dróg ko³owych (Chrobak, 1999, 2000), (Kozio³,
2002) w ramach jednego regionu elementarnego oraz klasyfikacji regionów i regionów elementarnych (rys. 4).
Poniewa¿ region drogowy nie stanowi obiektu geograficznego, argumentami opisowymi
danego regionu mog¹ byæ jedynie te, których wartoœci mo¿liwe s¹ do uzyskania na podstawie jego budowy geometrycznej i logicznej. Obliczenie tych argumentów bêdzie mo¿liwe po
potraktowaniu poszczególnego regionu jako podgrafu i rozpatrywanie ka¿dego tak utworzonego grafu oddzielnie. Do atrybutów klasyfikacji regionów nale¿y zaliczyæ:
m liczbê encji klasy lokalnej w jednym regionie elementarnym,
m sumê atrybutów rangi wszystkich encji znajduj¹cych siê w podgrafie,
Eliminacja obiektów liniowych z zastosowaniem regionów strukturalnych ...
113
sumê atrybutów po³¹czenia dla krawêdzi podgrafu,
d³ugoœæ obwodu liczon¹ jako suma d³ugoœci krawêdzi granicznych,
pole powierzchni obliczonej na podstawie niezmienników po³o¿enia.
Najwiêksze wartoœci tych atrybutów przypadn¹ regionom o du¿ej liczbie encji i wêz³ów.
Atrybut d³ugoœci obwodu zosta³ w klasyfikacji uwzglêdniony jako 0,01 jego wartoœci. Natomiast miar¹ rozpoznawalnoœci regionu bêdzie wartoœæ atrybutu pola powierzchni.
W trakcie procesu generalizacji sieci drogowej podstawowym czynnikiem jest eliminacja
dróg. Utworzenie i klasyfikacja regionów i regionów elementarnych umo¿liwia przeprowadzenie tego procesu w sposób ca³kowicie automatyczny, zachowuj¹c przy tym obiektywnoœæ, jednoznacznoœæ i weryfikowalnoœæ wyniku procesu generalizacji.
m
m
m
Eliminacja regionów strukturalnych sieci drogowej
Po przeprowadzonej klasyfikacji regionów strukturalnych sieci drogowej mo¿na uruchomiæ proces automatycznej eliminacji regionów. Eliminacja regionów wymaga ustalenia czynnika decyduj¹cego o usuniêciu rozpatrywanego regionu. Eliminacja regionów powoduje usuniêcie wszystkich dróg wewnêtrznych. Czynnikiem decyduj¹cym o eliminacji jest rozpoznawalnoœæ rysunku mapy lub obiektów na ekranie komputera. Obiektywna i weryfikowalna
metoda generalizacji (Chrobak, 1999) jest mo¿liwa, je¿eli zastosowana zostanie metoda trójk¹ta elementarnego. Aby dokonaæ procesu automatycznej eliminacji, niezbêdne jest okreœlenie atrybutu wskazuj¹cego na pozostawienie lub usuniecie obiektu.
Utworzone regiony strukturalne z punktu widzenia procesów tworzenia obrazu mapy
(np. kolorowania), nie mog¹ byæ postrzegane jako obiekty powierzchniowe. Z punktu widzenia topologii planarnej spe³niaj¹ one wszystkie wymogi obiektów powierzchniowych. W
przypadku automatycznej generalizacji kartograficznej dróg poprzez regiony bêdziemy je
traktowaæ w tym procesie jako poligony. Budowa regionów strukturalnych oparta jest o
analizê wêz³owo-krawêdziow¹ (rys. 5b).
Wêz³y tworz¹ce regiony strukturalne s¹, dla sieci drogowej, niezmiennikami po³o¿enia
(skrzy¿owania i przeciêcia dróg, ulic), a wiêc maj¹ okreœlone wspó³rzêdne X, Y w wybranym uk³adzie odniesienia. Krawêdzie stanowi¹ ³añcuchy proste o okreœlonym przebiegu (rys.
5a). Cechy te pozwalaj¹ na traktowanie, w pewnych sytuacjach (automatyczna generalizacja), regionów jako obiektów powierzchniowych, a rozmiar tego poligonu jako atrybut umo¿liwiaj¹cy ocenê rozpoznawalnoœci regionu.
Generalizacja mapy – czy bazy danych?
Jako powierzchniê porównawcz¹ przyjêto pole powierzchni ko³a o promieniu równym
r = 0,6 Mj gdzie Mj to mianownik skali mapy docelowej, a 0,6 odpowiada wspó³czynnikowi
rozpoznawalnoœci przy gruboœci symbolu 0,1 mm. Jako powierzchniê wzorcow¹ wybrano
ko³o (tab. 1) ze wzglêdu na traktowanie ka¿dego regionu jako osobnego obiektu i badanie
jego otoczenia (równoodleg³ych punktów od obiektu). Przyjête kryterium powierzchni elementarnych i strukturalnych regionów sieci drogowej umo¿liwia testowanie ich rozpoznawalnoœci na rysunku mapy, zachowuj¹c warunek obiektywnoœci i mo¿liwoœæ weryfikacji
wyników procesu eliminacji.
Krystian Kozio³
114
Tabe la 1 Wie lkoœ æ powie rzchni wzorcowe j po uwzglê dnie niu wie lkoœ ci s ymbolu
Skala
Wartoœci promienia ko³a z uwzglêdnion¹ gruboœci¹ symbolu w skali mapy
e + 0,1 mm
0,6
e + 0,25 mm
e + 0,35 mm
e + 0,5 mm
e + 1,0 mm
e + 2,0 mm
0,75
0,85
1
1,5
2,5
Pole powierzchni wzorcowej [m ]
2
1:5 000
28,3
44,2
56,7
78,5
176,7
490,9
1:10 000
113,1
17 6 , 7
227,0
314,2
706,9
1963,5
1:25 000
706,9
1104,5
1418,6
1963,5
4417,9
12271,8
1:50 000
2827,4
4417,9
5674,5
7854,0
17671,5
49087,4
1:100 000
11309,7
17671,5
22698,0
31415,9
70685,8
19 6 3 4 9 , 5
1:250 000
70685,8
110446,6
141862,5
196349,5
441786,5
1227184,6
1:500 000
282743,3
441786,5
567450,2
785398,2
1767145,9
4908738,5
1:750 000
636172,5
994019,6
1276762,9
1767145,9
3976078,2
11044661,7
1130973,4
1767145,9
2269800,7
3141592,7
7068583,5
19634954,1
1:1 000 000
W wyniku prowadzonych badañ nad procesem eliminacji regionów zosta³ dostrze¿ony
problem wp³ywu metody wizualizacji sieci drogowej na ten proces. W celu uzyskania poprawnego obrazu sieci drogowej na wybranej skali mapy, nale¿y uwzglêdniæ wielkoœci symbolów u¿ytych na tej mapie do wizualizacji dróg. Zmiana sposobu prezentacji bêdzie mieæ
zasadniczy wp³yw na liczbê wyeliminowanych obiektów (tab. 1).
Analizowanie wielkoœci symboli rozpoczêto od wartoœci kryterium rozpoznawalnoœci bez
uwzglêdnienia rozmiaru symbolu, co oznaczono jako: (e + 0,1 mm). Przy zastosowaniu
tylko kryterium rozpoznawalnoœci, mo¿na mówiæ, ¿e proces eliminacji przebiega³ w celu
utworzenia zgeneralizowanego obrazu bazy danych bez uwzglêdniania wizualizacji obiektów.
Problem symbolizacji uwidoczniony na rysunku 6 pokazuje, jak du¿y wp³yw na eliminacjê ma sposób reprezentacji obiektów na mapie lub ekranie. Nale¿y tak¿e zauwa¿yæ, ¿e dla
kryterium elementarnego (e = 0,5 mm + 0,1 mm) sieæ dróg jest rozpoznawalna przy zastosowaniu symbolu o gruboœci linii 0,1 mm, najmniejszej mo¿liwej gruboœci, (rys. 6 po lewej).
Tak¹ generalizacjê, która jest wykonana dla elementarnej wartoœci kryterium rozpoznawalnoœci nazwiemy generalizacj¹ bazy danych nie precyzuj¹c gruboœci linii reprezentuj¹cej sieæ
drogow¹. Z punktu widzenia tworzenia przedstawieñ kartograficznych takie rozró¿nienie
mo¿e wydaæ siê zbêdne. Jednak¿e w przypadku funkcjonuj¹cej wieloskalowej bazy danych
mo¿e to rozwi¹zaæ problem ró¿nicy iloœci informacji w ró¿nych skalach, na ró¿nych poziomach skal wyœwietlania. Proces eliminacji regionów dla okreœlonego rozmiaru symbolu zosta³ przedstawiony na rysunku 6 w œrodku. Obraz oryginalny zosta³ przetworzony przez
zastosowanie wspó³czynnika rozpoznawalnoœci e = 0,5 mm + 2 mm. Spowodowa³o to wyeliminowanie regionów, których powierzchnia nie spe³nia³a kryterium rozpoznawalnoœci. Obrazy w skali 1: 250 000 i 1: 500 000 przedstawiono na rysunku 6 odpowiednio dla symbolu
0,1 mm z lewej strony, a dla symbolu 2 mm poœrodku.
Eliminacja obiektów liniowych z zastosowaniem regionów strukturalnych ...
115
Rys. 6. Wizualizacja regionów (symbol 2 mm) po eliminacji dla dwóch wybranych skal:
– bez uwzglêdnienia gruboœci symbolu drogi (e = 0,5 mm + 0,1 mm)
– z zastosowaniem symbolizacji (e = 0,5 + 2,0 mm)
Algorytm agregacji regionów
Utworzone regiony poddawane s¹ testowi rozpoznawalnoœci rysunku przy przyjêtym
kryterium, stanowi to pierwszy etap ich eliminacji. Przyjête kryterium rozpoznawalnoœci
wskazuje regiony, dla których nale¿y podj¹æ odpowiedni¹ procedurê, to jest eliminacjê. Jednak¿e w przypadku regionów sieci drogowej eliminacja przebiega na drodze agregacji z
jednym z regionów s¹siaduj¹cych.
Problem odpowiedniej kolejnoœci przebiegu procedury eliminacji przez agregacjê jest zgodny
z klasyfikacj¹ regionów. Procedura agregacji regionów nie mo¿e jednak przebiegaæ w oderwaniu od ich hierarchii wynikaj¹cej z przyjêtego atrybutu opisowego (klasa drogi). W przypadku gdyby procedura agregacji dzia³a³a niezale¿nie od ustalonej hierarchii regionów, to
utworzony obraz zgeneralizowany sieci drogowej nie zachowa³by logicznej struktury sieci
drogowej. Dobór odpowiedniego regionu stycznego z eliminowanym oraz kolejnoœæ agregowania regionów s¹ mo¿liwe dziêki zastosowaniu klasyfikacji obiektów z³o¿onych. Wybór
116
Krystian Kozio³
regionu nadrzêdnego nie jest determinowany przez powierzchniê gdy¿ przedmiotem generalizacji s¹ drogi, a regiony s¹ tylko pewn¹ ich reprezentacj¹. Podstaw¹ wyboru regionu nadrzêdnego jest klasyfikacja i ustalona hierarchia regionów strukturalnych. Znaj¹c wartoœæ
atrybutów klasyfikacyjnych dla wszystkich granic eliminowanego regionu do agregacji wybierana jest ta granica, której suma tych atrybutów jest najni¿sza, to znaczy ¿e krawêdzie tej
drogi znajduj¹ siê najni¿ej w klasyfikacji.
W ten sposób uzyskany zostaje zgeneralizowany zbiór regionów (rys. 6) ze zbioru wyjœciowego (rys. 6 u góry). Utworzone algorytmy wykorzystuj¹ zwi¹zki topologiczne i funkcje opisane w rozdzia³ach poprzednich.
Przeprowadzona eliminacja poprzez agregacjê jest procesem ca³kowicie automatycznym
i opartym o wartoœci weryfikowanych atrybutów. Przeprowadzony proces jest niezale¿ny
od po³o¿enia obiektów i stosowanego oprogramowania, wymaga jednak zastosowania przyjêtego modelu danych.
Wnioski
Mo¿liwe jest utworzenie jednoznacznej klasyfikacji obiektów liniowych na podstawie atrybutów, których wartoœci obliczane s¹ na podstawie w³aœciwoœci grafów planarnych (wynikaj¹cych z geometrii obiektów). Atrybuty te wykorzystywane s¹ tak¿e przy automatycznym
tworzeniu regionów strukturalnych sieci drogowej. Utworzona klasyfikacja dróg i regionów
dróg ko³owych wykorzystywana jest w automatycznym procesie eliminacji obiektów sieci
drogowej. Eliminacja w zakresie sieci drogowej przebiega dwutorowo. Z jednej strony podlegaj¹ agregacji regiony strukturalne, z drugiej proces eliminacji przebiega dla obiektów liniowych znajduj¹cych siê wewn¹trz regionów.
Regu³a geometryczna pozwala proces eliminacji obiektów liniowych i powierzchniowych
przeprowadzaæ na drodze automatycznej. Jest to mo¿liwe dziêki weryfikacji przy zastosowaniu kryterium rozpoznawalnoœci linii ³amanej w procesie eliminacji obiektów. Kryterium to
pozwala w sposób wymierny okreœliæ bliskoœæ obiektów w zale¿noœci od skali wizualizacji
obiektów na mapie, st¹d jego zastosowanie do agregacji obiektów z obiektów prostych.
Regu³a geometryczna stanowi jeden z kilku algorytmów generalizacji, opartych na kryterium
rozpoznawalnoœci linii rysunku.
Literatura
ESRI, 1999: Arc/Info Concepts, data models, database design and storage – Data Management. ESRI, Redlands.
Chrobak T., 1998: Generalizacji sieci dróg. Geodezja tom 4 zeszyt 1, AGH, Kraków.
Chrobak T., 1999: Badanie przydatnoœci trójk¹ta elementarnego w komputerowej generalizacji kartograficznej. Kraków, UWND AGH.
Chrobak T., 2000: A Numerical Method for Generalizing the Linear Elements of Large-Scale Maps, Based on
the Example of Rivers. Cartographica, Volume 37.
Kozio³ K., 2002: Badanie przydatnoœci teorii grafów w budowie regionów dla sieci dróg ko³owych. Geodezja,
Tom 8, Zeszyt 1, AGH, Kraków.
Kulikowski J.L., 1986: Zarys teorii grafów. PWN, Warszawa.
MacDonald A., 1999: Building a Geodatabase. ESRI, Redlands.
Molenaar M., 1996: Multi-scale approaches for geo-data. International Archives of Photogrammetry and
Remote Sensing, Vol. XXXI, Part B3, Vienna, Austria, pp. 542-554.
Eliminacja obiektów liniowych z zastosowaniem regionów strukturalnych ...
117
Summary
Elimination of objects in any database must be based on their earlier sorting. This is one of numerous
problems we come across during the process of digital generalization of objects. Obtaining a clear
classification of objects usually leads to too extensive development of the domain of descriptive attributes. The author tries to prove that it is useful to make structural regions for the network of linear
objects such as roads, rivers or railways for the classification of objects, using the smallest number of
attributes. The created classification allows automatic elimination of the network objects. To illustrate
the mentioned above issues a fragment of a topographic database was selected. It was the layer of the
road network.
In the paper, the problem of necessary conditions to form regions is also presented as well as the
way of classification of created regions. After making the classification of structural regions of the road
network, the process of automatic elimination of regions is presented. It is made by the aggregation
with one of the neighboring regions. Elimination through aggregation is based on fully automatic
processes and verifiable values of attributes. The carried out process is independent from the situation
of objects and the applied software, although it requires application of the accepted model of data.
dr in¿. Krystian Kozio³
[email protected]
http://argis.les.ar.krakow.pl
tel/fax (012) 662 50 82
118
Krystian Kozio³
Rys. 2. Regiony klasy krajowej (kolor czerwony) i i wojewódzkiej (kolor zielony) na terenie miasta Krakowa
Rys. 3. Regiony utworzone dla dróg klasy krajowej
(kolor czerwony) i wojewódzkiej (kolor zielony)
dla sieci drogowej województwa ma³opolskiego
Eliminacja obiektów liniowych z zastosowaniem regionów strukturalnych ...
119
Rys. 4. Region elementarny klasy powiatowej o identyfikatorze 523
Rys. 5. Fragment TBD: a – sieæ drogowa jako graf planarny z podzia³em na drogi krajowe – czerwony,
wojewódzkie – zielony, powiatowe – br¹zowy, pozosta³e czarny; b – regiony elementarne
utworzone na podstawie wêz³ów i krawêdzi